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【生物工程－林文傑教授】

【用蔬果作口服疫苗】一種預防急性病毒性腹瀉的候選“可食”疫苗兒童免疫最重要的任務之一就是尋找預防呼吸道和腸道疾病的新型疫苗。因為這兩類疾病同為對全球兒童危害最大的疾病。在發達國家，病毒性胃腸炎在兒童疾病中排行第二，在世界範圍中，急性胃腸炎和由它並發的脫水症，每年影響近 5 億兒童的健康 (56)。在發展中國家，急性胃腸炎，包括病毒性胃腸炎，是導致 4 歲以下兒童死亡的首要原因 (57)。雖然胃酸對許多病原體有破壞作用，但是，腸道病毒對低的 PH 通常都有相當的抵抗力。欲達到有效的保護作用，最好是經由胃腸道作預防接種，以調動黏膜免疫系統，而不是經由非胃腸道途徑。諾瓦克 (Norwalk) 病毒和類諾瓦克病毒是引起流行病毒性胃腸炎的主要原因 (58)。這種病毒通常在家庭和社區內爆發流行。主要影響的對象是學齡前兒童以及與病兒接觸的成人。據 CDC 估計，在美國，42% 的非細菌性胃腸炎的爆發是由這類病毒所致 (59)。由於這類病毒仍無法在實驗室進行培養，因此，有關它們的生物物理和生物化學性質，所知甚少 (60)。病毒的繁殖只能在人類志願者和黑猩猩體內進行 (61)。1990 年，完成了病毒的全部基因結構的分析 (62)。德克薩斯農工大學和貝勒醫學院的科學家們從 1992 年開始了對植物基因的改造工作，以期望得到“可食性”的抗諾瓦克病毒感染的疫苗。所採用的方法與前述有關“可食性”乙肝疫苗的製備法相似。攜帶有與病毒的免疫原性有關的莢殼蛋白編碼基因的農杆菌被用來感染創傷後的植物葉子。而包含有插入外源基因的被轉化植物始萌於葉片。終於再生為一株完整的。帶有新特徵的新植物。通常，被裝進轉基因植物基因組中的還有用來供識別之用的某種基因。例如某種對抗一定的抗菌素的酶蛋基因，以幫助科學家們將成功地轉化了的植物從那些沒有被成功地轉化的植物中選擇出來 (15,20)。有趣的是，從植物中產生的諾瓦克病毒的莢殼蛋白也可以在植物細胞中自動地組裝成形狀類似病毒的顆粒 (VLP'S)，使得採用簡單的離心方法即可部份純化地將它們從植物樹葉的提取液中分離出來。在電鏡下觀察比較顆粒的形狀及大小。顆粒在密度及浮力梯度離心中的沉降，以及在快速蛋白液相層析中的表現方面。植物來源的和從目前一般採用的昆蟲病毒一昆蟲細胞外源蛋白表答系統來源的二種類似諾貝克病毒顆粒，有著非常類似的物理屬性。抗原性的研究係採用能識別昆蟲病毒一昆蟲細胞系統來源的類病毒顆粒的特異性抗體 (63)，去檢測經免疫親和法純化的植物來源類病毒顆粒。結果顯示以上兩種來源的病毒顆粒其相同的抗原性。諾瓦克病毒莢殼蛋白已經在轉基因後的馬鈴薯和煙草植物中表達出來 (15)。在用這種馬鈴薯喂飼實驗老鼠後，或者將初步提純後的煙草植物來源的該抗原導入鼠胃後，均可在實驗動物檢測到特異的 1gG 及 1gA。這一結果與用從昆蟲病毒一昆蟲細胞表達系統中提取的類病毒顆粒的動物實驗結果相似 (20)。當機體在抵抗病原體的感染時，若同時產生系統性抗體，如 1gG 和局部性抗體，如 1gA，則有增強的抵御效果。關於轉基因植物表達諾瓦克病毒莢殼蛋白以及動物免疫的研究結果，進一步為“可食性”疫苗的發展提供了廣闊的天空。

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